EPFL科學家提出利用腦刺激療法改善中風后視力恢復

瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 的科學家們開發了一種創新性的非侵入性腦刺激療法，可顯著改善中風后視力喪失患者的視覺功能。該療法有望為這類患者提供一種更有效、更快速的視力恢復途徑。

每年，成千上萬的中風幸存者會患上偏盲，這種疾病會導致患者視野中一半（即“垂直中線”）的喪失。偏盲會嚴重影響閱讀、駕駛甚至在擁擠場所行走等日?；顒印?/p>

目前尚無任何治療方法能夠令人滿意地恢復偏盲患者的視力。大多數現有療法側重于幫助患者適應視力喪失，而非恢復視力。即使能夠達到一定程度的恢復，也需要數月的強化神經康復訓練，而充其量只能恢復到中等程度。

挑戰在于大腦如何協調不同視覺區域之間的活動，例如初級視覺皮層和內側顳葉區（次級視覺皮層）之間的相互作用，這種相互作用負責檢測運動。這些區域通常以協調一致的方式運作，通過精確控制被稱為振蕩的腦電節律來交換信息。但中風常常會導致這種通信中斷。

初始視野缺損和病灶圖。(A) 由 Humphrey 視野計測得的復合視野圖，顯示了所有患者初始意識亮度檢測敏感度的喪失情況，以及 T1 加權磁化準備快速梯度回波 (MPRAGE) 圖像。紅色空心圓圈表示訓練中使用的視覺刺激的位置和大小。請注意，患者 A202 在基線評估后退出研究。(B) 病灶疊加圖在需要時鏡像到右半球。

研究表明，利用外部非侵入性腦刺激來靶向這些振蕩可能有助于恢復區域間紊亂的、不同步的通信，從而提高認知功能并促進視覺恢復。

相關方法

基于此，由瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 神經X研究所的弗里德海姆·胡梅爾 (Friedhelm Hummel) 領導的研究團隊測試了一種新的治療方法，該方法將視覺訓練與多焦點非侵入性腦刺激相結合，旨在重新協調大腦通信并改善偏盲患者的康復。

在這項概念驗證性安慰劑對照雙盲臨床試驗中，第一作者埃斯特爾·拉芬及其同事證明，這種新方法可以顯著改善中風患者的視覺功能恢復，即使是那些長期存在視力障礙的患者也能從中受益。

研究設計、cf-tACS干預和視覺訓練任務。(A) 研究流程圖。(B) 兩種干預措施的示意圖：前向cf-tACS和后向cf-tACS。(C) 粗略方向辨別與整合(CDDI)任務示意圖。cf-tACS = 跨頻經顱交流電刺激。

“這是我們令人振奮的臨床項目之一，我們應用了一種基于協調雙焦非侵入性腦刺激的創新治療策略，該策略旨在改善偏盲中風患者的視覺功能，其靈感來源于大腦的生理功能，”胡梅爾說道。

“此外，我們還確定了與治療反應相關的因素；這些因素可能是用于患者分層的潛在生物標志物?！?/p>

該試驗招募了16名偏盲中風患者。參與者接受了一項運動檢測任務的訓練，該任務旨在刺激其盲區邊緣。與此同時，他們接受了一種名為跨頻經顱交流電刺激（cf-tACS）的腦刺激療法。該療法利用低強度電流來調節腦振蕩，重新協調腦振蕩，并增強認知功能。

在本研究中，cf-tACS被用于同步初級視覺皮層和內側顳葉區域之間的腦振蕩。研究人員以模擬大腦自然通信模式的方式，向這兩個區域施加不同頻率的電信號。

具體而言，他們采用了一種稱為前向模式的cf-tACS，該模式將低頻α波傳遞至初級視覺皮層，將高頻γ波傳遞至運動敏感區域。

這種方法模擬了大腦在視覺處理過程中典型的“自下而上”的信息流，有助于在中風后重建受損的腦通信。

在線TMS-fMRI和回歸結果

腦刺激改善運動感知

接受前向模式 cf-tACS 治療的患者在運動感知方面表現出比接受反向模式對照治療的患者更顯著的改善。患者的視野范圍明顯擴大，尤其是在訓練期間針對的特定區域。

一些患者甚至報告了現實生活中的改善，例如一位患者“在妻子開車時，坐在副駕駛座上也能看到她的右臂”，這在接受 cf-tACS 治療前是無法實現的。

腦成像和腦電圖 (EEG) 數據證實，該治療恢復了初級視覺皮層和內側顳葉區域之間的信息交流。腦電圖顯示這些區域之間的同步性有所改善，腦掃描也證實刺激后內側顳葉區域的活動增強。

視覺皮層到內側顳葉區域通路部分完好的患者改善最為顯著，這表明即使這些回路的部分保留也能促進康復。

https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awaf252/8322719?login=false

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